Imunologie

Imunologie je široký obor biomedicínské vědy, který zahrnuje studium všech aspektů imunitního systému ve všech organismech. Zabývá se mimo jiné fyziologickými funkcemi imunitního systému ve stavech zdraví i nemoci; poruchami imunitního systému při imunologických poruchách (autoimunitní onemocnění, hypersenzitivita, imunodeficience, rejekce aloštěpu); fyzikálními, chemickými a fyziologickými vlastnostmi složek imunitního systému in vitro, in situ a in vivo. Imunologie má různé aplikace v několika vědních oborech a jako taková je dále rozdělena.

Histologické vyšetření imunitního systému

Ještě před vznikem konceptu imunity (z imunity, latinsky „vyjmutí“) charakterizovali četní raní lékaři orgány, které se později ukázaly být součástí imunitního systému. Klíčovými orgány imunitního systému jsou brzlík, slezina, kostní dřeň, lymfatické cévy, lymfatické uzliny a sekundární lymfatické tkáně, jako jsou mandle, adenoidy a kůže. Dva hlavní orgány, brzlík a slezina, jsou histologicky vyšetřeny až posmrtně během pitvy. Některé lymfatické uzliny a sekundární lymfatické tkáně však mohou být chirurgicky odstraněny pro vyšetření ještě za života pacientů.

Mnohé složky imunitního systému jsou ve skutečnosti buněčné povahy a nejsou spojeny s žádným konkrétním orgánem, ale spíše jsou zakotveny nebo cirkulují v různých tkáních nacházejících se po celém těle.

Klasická imunologie se váže k oborům epidemiologie a medicíny. Zkoumá vztah mezi tělesnými systémy, patogeny a imunitou. Nejstarší písemná zmínka o imunitě se dá vysledovat až k moru v Athénách v roce 430 př. n. l. Thúkydidés poznamenal, že lidé, kteří se zotavili z předchozího záchvatu nemoci, mohli ošetřovat nemocné, aniž by se nakazili podruhé. Mnoho jiných starověkých společností má zmínky o tomto jevu, ale až v 19. a 20. století se tento pojem rozvinul ve vědeckou teorii.

Studium molekulárních a buněčných složek, které tvoří imunitní systém, včetně jejich funkce a interakce, je ústřední vědou imunologie. Imunitní systém byl rozdělen na primitivnější vrozený imunitní systém a získaný nebo adaptivní imunitní systém obratlovců, který je dále rozdělen na humorální a buněčnou složku.

Humorální (protilátková) odpověď je definována jako interakce mezi protilátkami a antigeny. Protilátky jsou specifické bílkoviny uvolněné z určité třídy imunitních buněk (B lymfocyty). Antigeny jsou definovány jako cokoliv, co vyvolává tvorbu protilátek, tudíž jsou to protilátkové generátory. Samotná imunologie spočívá na pochopení vlastností těchto dvou biologických entit. Neméně důležitá je však buněčná odpověď, která dokáže nejen sama o sobě zabíjet infikované buňky, ale je také klíčová při kontrole protilátkové odpovědi. Jednoduše řečeno, oba systémy jsou velmi vzájemně závislé.

V 21. století rozšířila imunologie své obzory o mnoho výzkumů prováděných ve specializovanějších oblastech imunologie. Patří sem imunologická funkce buněk, orgánů a systémů, které nejsou normálně spojeny s imunitním systémem, jakož i funkce imunitního systému mimo klasické modely imunity.

Klinická imunologie je studium nemocí způsobených imunitním systémem a nemocí imunitního systému z lékařského hlediska.

Nejznámějším onemocněním, které postihuje samotný imunitní systém, je AIDS, který je způsoben virem HIV. AIDS je imunodeficience charakterizovaná nedostatkem CD4+ („pomocných“) T buněk a makrofágů, které jsou zničeny virem HIV.

Kliničtí imunologové také studují způsoby, jak zabránit odmítnutí transplantátu, při kterém se imunitní systém pokouší zničit alotransplantáty nebo xenotransplantáty.

Viz hlavní článek Imunoterapie

Použití složek imunitního systému k léčbě onemocnění nebo poruchy je známé jako imunoterapie. Imunoterapie se nejčastěji používá v souvislosti s léčbou nádorových onemocnění společně s chemoterapií (léky) a radioterapií (ozařováním). Imunoterapie se však také často používá u imunosuprimovaných (například HIV pacientů) a lidí trpících jinými imunodeficity nebo autoimunitními onemocněními.

Specifičnost vazby mezi protilátkou a antigenem z něj učinila vynikající nástroj při detekci látek v různých diagnostických technikách. Protilátky specifické pro požadovaný antigen mohou být konjugovány s radioštítkem, fluorescenčním štítkem nebo barvotvorným enzymem a používají se jako „sonda“ k jeho detekci.

Mezi dobře známé aplikace patří imunoblotting, ELISA a imunohistochemické barvení mikroskopických preparátů. Rychlost, přesnost a jednoduchost těchto testů vedla k vývoji rychlých technik pro diagnostiku nemocí, mikrobů a dokonce i nelegálních drog in vivo (samozřejmě testy prováděné v uzavřeném prostředí mají vyšší stupeň přesnosti). Takové testování se používá také k rozlišení kompatibilních krevních skupin.

Studium imunitního systému u vyhynulých a vyhynulých druhů nám může poskytnout klíčové poznatky o vývoji druhů a imunitního systému.

Vývoj složitosti imunitního systému lze pozorovat od jednoduché fagocytotické ochrany jednobuněčných organismů, přes cirkulující antimikrobiální peptidy v hmyzu až po lymfoidní orgány u obratlovců. Tyto fyzikální vlastnosti jsou samozřejmě, podobně jako většina evolučních pozorování, často viděny z antropocentrického hlediska. Je třeba si uvědomit, že každý organismus, který dnes žije, má imunitní systém, který je absolutně schopen jej ochránit před většinou forem poškození; ty organismy, které nepřizpůsobily svůj imunitní systém vnějším hrozbám, již nejsou k pozorování.

Hmyz a další členovci, i když nemají skutečnou adaptivní imunitu, vykazují vysoce vyvinuté systémy vrozené imunity a jsou navíc chráněni před vnějším poraněním (a vystavením patogenům) svými chitinovými skořápkami.